Надминување на светот на есеите за природни науки во Форумот во Австрија
Меѓународниот систем на единици се препишува. Килограмите, Келвин и Ко треба да бидат попрецизни.
Преземено со kindубезна дозвола од Винер Цајтунг, 16 ноември 2018 година
Кој може да успее да ја одржи својата тежина постојана со месеци или дури со години? Ова не е можно ниту за оригиналниот килограм - тој мал платинест цилиндар во сеф во париското предградие на Севр, кој играше силно влијателна улога во светот на мерните единици веќе 129 години.
Сепак, наскоро, ќе можете да ја намалите неговата вредност на чистата пазарна вредност на металот. На генералната конференција за тежини и мерки, претставници од 60 земји сакаат да гласаат денес, петок, за новиот систем на единици. Промените ќе влијаат не само на килограмот, туку и на ампер-амперите, количината на молови на супстанцијата и температурата на келвинот. Сепак, оваа редефинирање нема да се забележи на скалите колбаси во супермаркетот или на вагите за тело во вашата сопствена бања. Дури и кога го полниме нашиот мобилен телефон.
Физичките единици кои се неопходни за секојдневниот живот треба да бидат поставени на најстабилна можна основа - оние на природните константи. Учебниците треба да се препишат. И, студентските прашања веројатно веќе нема да бидат толку лесни за одговарање во иднина. „Што е килограм? Ур-Кило и Париз дефинитивно не се достапни како извори на влез.
Спротивно на тоа, ќе се дискутира за брзината на светлината, како и за полнењето на електронот и таканаречениот квантум на дејствување на Планк - количина од светот на квантната физика што ја опишува најмалата можна единица на енергија. Скоро шпанско село далеку од светот на изродите на физиката. Таму, сепак, веројатно ќе ги натера срцевите да чукаат побрзо, бидејќи конечно е обезбедена стабилност. Килограм (кг) - маса, метар (м) - должина, секунда (и) - време, ампер (А) - интензитет на струја, Келвин (К) - температура, мол (мол) - количина на супстанција, кандела (цд) - интензитет на светлина.
Природни константи како жиранти #
Но, како може да има какви било промени во тежината во оригиналниот килограм? Иако е ставен во карантин под неколку стаклени капи во Меѓународното биро за тегови и мерки (BIPM - Bureau International des Poids et Mesures) во Севр, металот мора да се чисти од време на време. И покрај прецизно ракување, тенки слоеви јаглеводороди би се населиле на површината, објаснуваат експертите. Вклучувањата на гас во металот, кои постепено излегуваат, може да предизвикаат губење на тежината.
Оригиналот во Париз ја споделува оваа судбина со многу други копии. Околу 100 земји имаат свои национални килограми - вклучувајќи ја и Австрија. Ова се чува во Федералната канцеларија за метрологија и геодет во Виена, националниот институт за метрологија. И таму имало траги од значителни промени со текот на годините.
Сè започна во 1875 година со меѓународната конвенција за метар. На 20 мај, 17 држави потпишаа договор - „заснован на желбата да се обезбеди меѓународно единство и усовршувањето на метричкиот систем“. Со договорот за метар, беше решено да се усвојат оригиналниот мерач и оригиналниот килограм како единица за мерење. Меѓународниот систем на единици IS (Système International d’Unités) е воведен во 1960 година. Од 2000 година, потпишувањето на договорот се одбележува годишно на 20 мај, денот на мерењето.
На секои четири години метролошкиот свет се здружува за глобално обединување на семејството за да ги постави насоките за следните години на општата конференција за тежини и мерки. Сите промени во системот на единици не само што мора да бидат научно основани, туку и да бидат способни за консензус во однос на научната политика. Бидејќи единиците во кои сакаме да ги измериме не се само елементи на мала научна група, туку се суштинска алатка за секоја акција и деловна активност, според Физикалих-техники Бундесансталт во Брауншвајг. Предуслите и барањата за нов СИ веќе беа формулирани на неколку генерални конференции во минатото.
Со цел да се редефинира килограмот врз основа на природни константи, беа искористени два главни експерименти: силиконската сфера (експеримент Авогадро) и рамнотежата на вати. Во иднина, одреден број на силиконски атоми може да го одреди килограмот. За ова се користат топчиња изработени од силициум со висока чистота, чија маса и волумен мора да се одредат што е можно попрецизно. Атомите седат во кристалната решетка на точно исто растојание едни од други. Ова треба да се измери за да се открие колку атоми сочинуваат еден килограм.
Ватната рамнотежа овозможува да се поврзе килограмот со природна константа, имено Планкската константа h, со употреба на електрични единици. Оваа константа е формулирана од германскиот физичар Макс Планк околу 1900 година, претставува основа на квантната физика и е една од најважните природни закони во универзумот. Ова може да се искористи за да се утврди колку електрична сила е потребна за да се измери одредена маса.
„Не е можно да се каже кој од системите досега пружал попрецизни измерени вредности“, нагласи Јенс Симон од ПТБ во Брауншвајг во четвртокот. Минатата година беа објавени вкупно четири измерени вредности од билансите на Ват и четири измерени вредности од различни силиконски сфери. „Целта беше да видиме до осмата позиција зад децималната точка кога правиме мерења. Прописите предвидуваа дека Планкковата константа h, што ќе определи килограм во иднина, треба да се дефинира со два независни експерименти.
Кој метод ќе го замени оригиналниот килограм, ќе се одлучи на конференцијата. Симон претпоставува дека, сепак, рамнотежата на вати и методот Авогадро со силиконските топчиња заеднички ќе го заменат првичниот килограм. Тогаш државите би можеле да изберат кој метод да го користат за да се утврди тежината во иднина.
Во секој случај, во секојдневниот живот промените ќе останат незабележани. Според редефинирањето, вагата во супермаркетот ќе го измери секој лист колбас на ист начин како и порано. Ниту малата крвна слика во медицинската лабораторија ниту големата координатна мерна машина во индустријата нема да дадат нови вредности, уверува ПТБ. Сметката за електрична енергија нема да се промени, барем поради тоа. И, на штета на корисникот, секој еден килограм на вагата за бања останува ист.
За сите времиња #
Преуредувањето на системот на единици ИД, што конечно треба да стапи на сила на 20.05.2019 година, Светскиот ден на метрологијата, значи крај на зависноста од артефакти, нагласува во коментар директорот на БИПМ, Мартин Милтон. Тој зборува за историска пресвртница што метролошкиот свет сега е во состојба да ја спроведе. Научниците од целиот свет веројатно ќе знаат како да ја прослават оваа фундаментална промена во светот на физиката.